CN113571249B - 一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆及加工方法，涉及计算机电缆领域。该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，由里到外依次由预制线芯、内防护层和外防护层组成。该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，于内、外防护层和预制线芯之间设置以石棉纤维为主材的填料，使其耐高温和耐火能力得到大幅提升，满足计算机机房内高压环境的要求。该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆加工方法，包括内外层油相制备、开炼、油浸和挤出成型四个步骤。该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆加工方法，将电缆的各种原料按性质同时分类进行处理，根据原料特性对其加工条件进行精确控制，减轻了对原料性质的破坏，提升电缆质量。
Description
技术领域
本发明涉及计算机电缆技术领域，具体为一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆及加工方法。
背景技术
计算机机房中电缆错综复杂且集聚，运行时产生的热量高，夏季高温时火灾隐患较大，且机房中电子设备较大，静电也成为线路短路和起火的一个较大诱因，而目前部分的电缆耐高温和抗静电能力较差，难以满足此类“高压”环境的使用要求，易引起安全事故，且使用寿命得到大大缩短，实用性较差；而部分具备防护性的电缆通常为多层结构，加工步骤繁琐复杂，效率低下，难以大批量生产，且其中添加的防护性材料因加工手段的限制，难以得到有效利用，不利于推广和使用。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆及加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，所述电缆由里到外依次由预制线芯、内防护层和外防护层组成；
所述内防护层包括以下份数的原料：基材40份、石棉纤维16.8-20.8份、绝缘组合料18-24份、纤维素醚2.5-3.5份、促进剂TMDT1.8-3.6份和防老剂2-3份；
所述外防护层包括以下份数的原料：基材60份、石棉纤维25.2-31.2份、聚氧化乙烯12-16份、氧化锌9.5-11.5份、氧化硼4.2-6.8份、抗氧剂2-3份和硅烷偶联剂1.2-1.6份。
优选的，所述内防护层基材为硅橡胶，外防护层基材为三元乙丙橡胶。
优选的，所述绝缘组合料由氯化石蜡和导电炭黑组成，二者混合比例为3：1。
优选的，所述抗氧剂为抗氧化剂TH-CPL、焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠中的任意一种。
一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆加工方法，包括以下步骤：
内外层油相制备：将相应份数的聚氧化乙烯、氧化锌和氧化硼倒入第一油相锅内，再将相应份数的绝缘组合料和纤维素醚一并倒入第二油相锅内，分别向第一油相锅和第二油相锅内倒入一定量的水，同时对第一油相锅和第二油相锅内原料和水进行加热搅拌，第一油相锅内加热温度恒定于70-80℃，第二油相锅内加热温度恒定于45-55℃，两组油相锅内搅拌部件转速均控制160-220rpm，加热搅拌30min后，向第一油相锅内投入相应份数的硅烷偶联剂，再向第二油相锅内投入相应份数的促进剂TMDT，继续同时加热搅拌20min，停止对第一油相锅进行加热搅拌，将第一油相锅内得到的油相倒出备用，继续对第二油相锅进行加热搅拌15min后，停止对第二油相锅进行加热搅拌，将第二油相锅内得到的油相倒出备用，第一油相锅内得到的油相为外防护层油相，第二油相锅内得到的油相为内防护层油相；
开炼：将相应份数的内防护层基材和外防护层基材以及相应份数的防老剂和抗氧剂分别投入两组密炼机内开炼，开炼温度为130-150℃，密炼机顶栓压力控制为0.9-1.1mpa，开炼30min，分别得到内防护层坯料和外防护层坯料；
油浸：将相应份数的石棉纤维分成两份，将两份是石棉纤维分别投入两组加压反应釜内，再分别将内防护层油相和外防护层油相倒入两组反应釜内，控制两组加压反应釜对油相和石棉纤维进行加压、加热和搅拌，持续加压、加热和搅拌1h，将两组反应釜内制备的糊状物取出，得到内防护层填料和外防护层填料；
挤出成型：将内防护层坯料和外防护层坯料送入挤出机内挤出成管，得到内防护层缆线和外防护层缆线，再将内防护层填料和外防护层填料分别投入挤出机中，内防护层填料包覆于内防护层缆线外壁上，外防护层填料包覆于外防护层缆线外壁上，得到内防护层和外防护层，再利用挤出机将内防护层包覆于预制线芯上，外防护层包覆于内防护层上，得到电缆成品，对电缆成品进行抛光、检验、绕卷和包装，即得该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆。
优选的，所述内外层油相制备步骤中，加热搅拌30min后，控制第一油相锅内加热温度升至75-85℃，控制第二油相锅内加热温度降至40-50℃。
优选的，所述内外层油相制备步骤中制备的内防护层油相和外防护层油相需冷却至常温。
优选的，所述油浸步骤中两份石棉纤维的比例为4：6。
优选的，所述油浸步骤中反应釜内压力控制为0.78-0.98MPa，加热温度恒定60℃，搅拌转速120rpm。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆及加工方法，具备以下有益效果：
1、该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，去除预制线芯总共分为四层，内外防护层分别采用硅橡胶和三元乙丙橡胶两种耐高温橡胶作为基材，提升了整体的耐高温能力，并于内、外防护层和预制线芯之间设置以石棉纤维为主材的填料，对预制线芯进行多层防护，使其耐高温和耐火能力得到大幅提升，满足计算机机房内高压环境的要求，即使是高温的夏季，电缆也能稳定、安全地进行输电作业，降低电缆因高温出现短路、起火情况的可能性，为使用环境的安全提供保障，降低出现安全事故的隐患，满足各种对高温环境的使用要求，同时于内外添加抗静电材料，提升了内外的抗静电能力，一方面避免线路漏电对周边环境和人造成危害，提升整体的防护性和安全性，另一方面避免计算机机房等电子设备集聚的场所产生的静电对电缆造成的干扰，降低静电引起的线路短路、起火情况的可能性，满足对耐高温、防火和绝缘性又较高要求的场所的使用要求，拓宽了使用场景和范围。
2、该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆加工方法，将电缆的各种原料按性质同时分类进行处理，根据原料特性对其加工条件进行精确控制，相较于大多共混的电缆加工工艺，有效减轻了对原料性质造成的破坏，进而提升了实际电缆成品的质量，同时石棉纤维和油相组成的混合填料能够在保证电缆优秀防护性能的同时保障电缆优良的弯折能力，电缆多层坯料和填料分开制备后通过挤出机包覆成型，各原料加工时同时进行互不影响，适合大批量生产制备，缩短了加工耗时，生产加工效率得到较大提升，步骤简单，操作方便，科学实用，利于推广和使用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，电缆由里到外依次由预制线芯、内防护层和外防护层组成；内防护层包括以下份数的原料：基材40份、石棉纤维16.8份、绝缘组合料18份、纤维素醚2.5份、促进剂TMDT1.8份和防老剂2份；外防护层包括以下份数的原料：基材60份、石棉纤维25.2份、聚氧化乙烯12份、氧化锌9.5份、氧化硼4.2份、抗氧剂2份和硅烷偶联剂1.2份，内防护层基材为硅橡胶，外防护层基材为三元乙丙橡胶，绝缘组合料由氯化石蜡和导电炭黑组成，二者混合比例为3：1，抗氧剂为抗氧化剂TH-CPL。
一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆加工方法，包括以下步骤：
步骤一：将相应份数的聚氧化乙烯、氧化锌和氧化硼倒入第一油相锅内，再将相应份数的绝缘组合料和纤维素醚一并倒入第二油相锅内，分别向第一油相锅和第二油相锅内倒入一定量的水，同时对第一油相锅和第二油相锅内原料和水进行加热搅拌，第一油相锅内加热温度恒定于70℃，第二油相锅内加热温度恒定于45℃，两组油相锅内搅拌部件转速均控制160rpm，加热搅拌30min后，控制第一油相锅内加热温度升至75℃，控制第二油相锅内加热温度降至40℃，向第一油相锅内投入相应份数的硅烷偶联剂，再向第二油相锅内投入相应份数的促进剂TMDT，继续同时加热搅拌20min，停止对第一油相锅进行加热搅拌，将第一油相锅内得到的油相倒出备用，继续对第二油相锅进行加热搅拌15min后，停止对第二油相锅进行加热搅拌，将第二油相锅内得到的油相倒出备用，第一油相锅内得到的油相为外防护层油相，第二油相锅内得到的油相为内防护层油相，制备的内防护层油相和外防护层油相需冷却至常温；
步骤二：将相应份数的内防护层基材和外防护层基材以及相应份数的防老剂和抗氧剂分别投入两组密炼机内开炼，开炼温度为130℃，密炼机顶栓压力控制为0.9mpa，开炼30min，分别得到内防护层坯料和外防护层坯料；
步骤三：将相应份数的石棉纤维分成两份，两份石棉纤维的比例为4：6，将两份是石棉纤维分别投入两组加压反应釜内，再分别将内防护层油相和外防护层油相倒入两组反应釜内，控制两组加压反应釜对油相和石棉纤维进行加压、加热和搅拌，持续加压、加热和搅拌1h，反应釜内压力控制为0.78MPa，加热温度恒定60℃，搅拌转速120rpm，将两组反应釜内制备的糊状物取出，得到内防护层填料和外防护层填料；
步骤四：将内防护层坯料和外防护层坯料送入挤出机内挤出成管，得到内防护层缆线和外防护层缆线，再将内防护层填料和外防护层填料分别投入挤出机中，内防护层填料包覆于内防护层缆线外壁上，外防护层填料包覆于外防护层缆线外壁上，得到内防护层和外防护层，再利用挤出机将内防护层包覆于预制线芯上，外防护层包覆于内防护层上，得到电缆成品，对电缆成品进行抛光、检验、绕卷和包装，即得该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆。
实施例二：
一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，电缆由里到外依次由预制线芯、内防护层和外防护层组成；内防护层包括以下份数的原料：基材40份、石棉纤维18.8份、绝缘组合料21份、纤维素醚3份、促进剂TMDT2.7份和防老剂2.5份；外防护层包括以下份数的原料：基材60份、石棉纤维28.2份、聚氧化乙烯14份、氧化锌10.5份、氧化硼5.5份、抗氧剂2.5份和硅烷偶联剂1.4份，内防护层基材为硅橡胶，外防护层基材为三元乙丙橡胶，绝缘组合料由氯化石蜡和导电炭黑组成，二者混合比例为3：1，抗氧剂为焦亚硫酸钠。
一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆加工方法，包括以下步骤：
步骤一：将相应份数的聚氧化乙烯、氧化锌和氧化硼倒入第一油相锅内，再将相应份数的绝缘组合料和纤维素醚一并倒入第二油相锅内，分别向第一油相锅和第二油相锅内倒入一定量的水，同时对第一油相锅和第二油相锅内原料和水进行加热搅拌，第一油相锅内加热温度恒定于75℃，第二油相锅内加热温度恒定于50℃，两组油相锅内搅拌部件转速均控制190rpm，加热搅拌30min后，控制第一油相锅内加热温度升至80℃，控制第二油相锅内加热温度降至45℃，向第一油相锅内投入相应份数的硅烷偶联剂，再向第二油相锅内投入相应份数的促进剂TMDT，继续同时加热搅拌20min，停止对第一油相锅进行加热搅拌，将第一油相锅内得到的油相倒出备用，继续对第二油相锅进行加热搅拌15min后，停止对第二油相锅进行加热搅拌，将第二油相锅内得到的油相倒出备用，第一油相锅内得到的油相为外防护层油相，第二油相锅内得到的油相为内防护层油相，制备的内防护层油相和外防护层油相需冷却至常温；
步骤二：将相应份数的内防护层基材和外防护层基材以及相应份数的防老剂和抗氧剂分别投入两组密炼机内开炼，开炼温度为140℃，密炼机顶栓压力控制为1.0mpa，开炼30min，分别得到内防护层坯料和外防护层坯料；
步骤三：将相应份数的石棉纤维分成两份，两份石棉纤维的比例为4：6，将两份是石棉纤维分别投入两组加压反应釜内，再分别将内防护层油相和外防护层油相倒入两组反应釜内，控制两组加压反应釜对油相和石棉纤维进行加压、加热和搅拌，持续加压、加热和搅拌1h，反应釜内压力控制为0.88MPa，加热温度恒定60℃，搅拌转速120rpm，将两组反应釜内制备的糊状物取出，得到内防护层填料和外防护层填料；
步骤四：将内防护层坯料和外防护层坯料送入挤出机内挤出成管，得到内防护层缆线和外防护层缆线，再将内防护层填料和外防护层填料分别投入挤出机中，内防护层填料包覆于内防护层缆线外壁上，外防护层填料包覆于外防护层缆线外壁上，得到内防护层和外防护层，再利用挤出机将内防护层包覆于预制线芯上，外防护层包覆于内防护层上，得到电缆成品，对电缆成品进行抛光、检验、绕卷和包装，即得该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆。
实施例三：
一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，电缆由里到外依次由预制线芯、内防护层和外防护层组成；内防护层包括以下份数的原料：基材40份、石棉纤维20.8份、绝缘组合料24份、纤维素醚3.5份、促进剂TMDT3.6份和防老剂3份；外防护层包括以下份数的原料：基材60份、石棉纤维31.2份、聚氧化乙烯16份、氧化锌11.5份、氧化硼6.8份、抗氧剂3份和硅烷偶联剂1.6份，内防护层基材为硅橡胶，外防护层基材为三元乙丙橡胶，绝缘组合料由氯化石蜡和导电炭黑组成，二者混合比例为3：1，抗氧剂为亚硫酸氢钠。
一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆加工方法，包括以下步骤：
步骤一：将相应份数的聚氧化乙烯、氧化锌和氧化硼倒入第一油相锅内，再将相应份数的绝缘组合料和纤维素醚一并倒入第二油相锅内，分别向第一油相锅和第二油相锅内倒入一定量的水，同时对第一油相锅和第二油相锅内原料和水进行加热搅拌，第一油相锅内加热温度恒定于80℃，第二油相锅内加热温度恒定于55℃，两组油相锅内搅拌部件转速均控制220rpm，加热搅拌30min后，控制第一油相锅内加热温度升至85℃，控制第二油相锅内加热温度降至50℃，向第一油相锅内投入相应份数的硅烷偶联剂，再向第二油相锅内投入相应份数的促进剂TMDT，继续同时加热搅拌20min，停止对第一油相锅进行加热搅拌，将第一油相锅内得到的油相倒出备用，继续对第二油相锅进行加热搅拌15min后，停止对第二油相锅进行加热搅拌，将第二油相锅内得到的油相倒出备用，第一油相锅内得到的油相为外防护层油相，第二油相锅内得到的油相为内防护层油相，制备的内防护层油相和外防护层油相需冷却至常温；
步骤二：将相应份数的内防护层基材和外防护层基材以及相应份数的防老剂和抗氧剂分别投入两组密炼机内开炼，开炼温度为150℃，密炼机顶栓压力控制为1.1mpa，开炼30min，分别得到内防护层坯料和外防护层坯料；
步骤三：将相应份数的石棉纤维分成两份，两份石棉纤维的比例为4：6，将两份是石棉纤维分别投入两组加压反应釜内，再分别将内防护层油相和外防护层油相倒入两组反应釜内，控制两组加压反应釜对油相和石棉纤维进行加压、加热和搅拌，持续加压、加热和搅拌1h，反应釜内压力控制为0.98MPa，加热温度恒定60℃，搅拌转速120rpm，将两组反应釜内制备的糊状物取出，得到内防护层填料和外防护层填料；
步骤四：将内防护层坯料和外防护层坯料送入挤出机内挤出成管，得到内防护层缆线和外防护层缆线，再将内防护层填料和外防护层填料分别投入挤出机中，内防护层填料包覆于内防护层缆线外壁上，外防护层填料包覆于外防护层缆线外壁上，得到内防护层和外防护层，再利用挤出机将内防护层包覆于预制线芯上，外防护层包覆于内防护层上，得到电缆成品，对电缆成品进行抛光、检验、绕卷和包装，即得该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆。
由此可见：目前部分的电缆耐高温和抗静电能力较差，难以满足此类“高压”环境的使用要求，易引起安全事故，且使用寿命得到大大缩短，实用性较差，该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，去除预制线芯总共分为四层，内外防护层分别采用硅橡胶和三元乙丙橡胶两种耐高温橡胶作为基材，提升了整体的耐高温能力，并于内、外防护层和预制线芯之间设置以石棉纤维为主材的填料，对预制线芯进行多层防护，使其耐高温和耐火能力得到大幅提升，满足计算机机房内高压环境的要求，即使是高温的夏季，电缆也能稳定、安全地进行输电作业，降低电缆因高温出现短路、起火情况的可能性，为使用环境的安全提供保障，降低出现安全事故的隐患，满足各种对高温环境的使用要求；部分具备防护性的电缆通常为多层结构，加工步骤繁琐复杂，效率低下，难以大批量生产，且其中添加的防护性材料因加工手段的限制，难以得到有效利用，不利于推广和使用，该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆加工方法，将电缆的各种原料按性质同时分类进行处理，根据原料特性对其加工条件进行精确控制，相较于大多共混的电缆加工工艺，有效减轻了对原料性质造成的破坏，进而提升了实际电缆成品的质量，同时石棉纤维和油相组成的混合填料能够在保证电缆优秀防护性能的同时保障电缆优良的弯折能力，电缆多层坯料和填料分开制备后通过挤出机包覆成型，各原料加工时同时进行互不影响，适合大批量生产制备，缩短了加工耗时，生产加工效率得到较大提升，利于推广和使用。
Claims (7)
1.一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，其特征在于：所述电缆由里到外依次由预制线芯、内防护层和外防护层组成；
所述内防护层包括以下份数的原料：基材40份、石棉纤维16.8-20.8份、绝缘组合料18-24份、纤维素醚2.5-3.5份、促进剂TMDT1.8-3.6份和防老剂2-3份；
所述外防护层包括以下份数的原料：基材60份、石棉纤维25.2-31.2份、聚氧化乙烯12-16份、氧化锌9.5-11.5份、氧化硼4.2-6.8份、抗氧剂2-3份和硅烷偶联剂1.2-1.6份；
所述内防护层基材为硅橡胶，外防护层基材为三元乙丙橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，其特征在于：所述绝缘组合料由氯化石蜡和导电炭黑组成，二者混合比例为3：1。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧化剂TH-CPL、焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠中的任意一种。
4.根据权利要求书1-3任一项所述的一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
内外层油相制备：将相应份数的聚氧化乙烯、氧化锌和氧化硼倒入第一油相锅内，再将相应份数的绝缘组合料和纤维素醚一并倒入第二油相锅内，分别向第一油相锅和第二油相锅内倒入一定量的水，同时对第一油相锅和第二油相锅内原料和水进行加热搅拌，第一油相锅内加热温度恒定于70-80℃，第二油相锅内加热温度恒定于45-55℃，两组油相锅内搅拌部件转速均控制160-220rpm，加热搅拌30min后，向第一油相锅内投入相应份数的硅烷偶联剂，再向第二油相锅内投入相应份数的促进剂TMDT，继续同时加热搅拌20min，停止对第一油相锅进行加热搅拌，将第一油相锅内得到的油相倒出备用，继续对第二油相锅进行加热搅拌15min后，停止对第二油相锅进行加热搅拌，将第二油相锅内得到的油相倒出备用，第一油相锅内得到的油相为外防护层油相，第二油相锅内得到的油相为内防护层油相；
开炼：将相应份数的内防护层基材和外防护层基材以及相应份数的防老剂和抗氧剂分别投入两组密炼机内开炼，开炼温度为130-150℃，密炼机顶栓压力控制为0.9-1.1mpa，开炼30min，分别得到内防护层坯料和外防护层坯料；
油浸：将相应份数的石棉纤维分成两份，将两份是石棉纤维分别投入两组加压反应釜内，再分别将内防护层油相和外防护层油相倒入两组反应釜内，控制两组加压反应釜对油相和石棉纤维进行加压、加热和搅拌，持续加压、加热和搅拌1h，将两组反应釜内制备的糊状物取出，得到内防护层填料和外防护层填料；
挤出成型：将内防护层坯料和外防护层坯料送入挤出机内挤出成管，得到内防护层缆线和外防护层缆线，再将内防护层填料和外防护层填料分别投入挤出机中，内防护层填料包覆于内防护层缆线外壁上，外防护层填料包覆于外防护层缆线外壁上，得到内防护层和外防护层，再利用挤出机将内防护层包覆于预制线芯上，外防护层包覆于内防护层上，得到电缆成品，对电缆成品进行抛光、检验、绕卷和包装，即得该耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆的 加工方法，其特征在于：所述内外层油相制备步骤中，加热搅拌30min后，控制第一油相锅内加热温度升至75-85℃，控制第二油相锅内加热温度降至40-50℃。
6.根据权利要求4所述的一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆的 加工方法，其特征在于：所述内外层油相制备步骤中制备的内防护层油相和外防护层油相需冷却至常温。
7.根据权利要求4所述的一种耐高温阻燃防火高分子绝缘计算机电缆的 加工方法，其特征在于：所述油浸步骤中反应釜内压力控制为0.78-0.98MPa，加热温度恒定60℃，搅拌转速120rpm。
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